人工智能期末試題及答案

1、XX學(xué)校2012 2013學(xué)年度第二學(xué)期期末試卷考試課程：人工智能考試形式：開卷考試專業(yè)：考核類型：考試A卷 出卷教師：考試班級：一單項選擇題（每小題2分，共10分）1. 首次提出“人工智能”是在（ D ）年A.1946B.1960C.1916D.19562. 人工智能應(yīng)用研究的兩個最重要最廣泛領(lǐng)域為：BA.專家系統(tǒng)、自動規(guī)劃C.機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制B.專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)D.機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言理解3.下列不是知識表示法的是A 。A計算機(jī)表示法B :“與/或”圖表示法C:狀態(tài)空間表示法D :產(chǎn)生式規(guī)則表示法4.下列關(guān)于不確疋性知識描述錯誤的是C。A不確定性知識是不可以精確表示的B:專家知識通常屬于

2、不確定性知識C:不確定性知識是經(jīng)過處理過的知識D不確定性知識的事實與結(jié)論的關(guān)系不是簡單的“是”或“不是”。5.下圖是一個迷宮，So是入口，Sg是出口，把入口作為初始節(jié)點，出口作為目標(biāo)節(jié)點， 通道作為分支，畫出從入口S0出發(fā)，尋找出口 Sg的狀態(tài)樹。根據(jù)深度優(yōu)先搜索方法搜索的路徑是 C。A s0-s4-s5-s6-s9-sgB : s0-s4-s1-s2-s3-s6-s9-sgC: s0-s4-s1-s2-s3-s5-s6-s8-s9-sgD： s0-s4-s7-s5-s6-s9-sgsil二填空題（每空2分，共20分）1. 目前人工智能的主要學(xué)派有三家：符號主義、進(jìn)化主義 和 連接主義 。2問

3、題的狀態(tài)空間包含三種說明的集合，初始狀態(tài)集合S、操作符集合F以及目標(biāo) 狀態(tài)集合G 。3、 啟發(fā)式搜索中，利用一些線索來幫助足跡選擇搜索方向，這些線索稱為啟發(fā)式 (Heuristic) 信息。4、 計算智能是人工智能研究的新內(nèi)容，涉及神經(jīng)計算、模糊計算和進(jìn)化計算等。5、 不確定性推理主要有兩種不確定性，即關(guān)于結(jié)論的不確定性和關(guān)于證據(jù)的不確 定性。三名稱解釋(每詞4分，共20分)人工智能 專家系統(tǒng) 遺傳算法機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘答：(1)人工智能人工智能(Artificial Intelligenee)，英文縮寫為 Al。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸 和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的

4、技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機(jī)科學(xué)的一個分支， 它企圖了解智能的實質(zhì)， 并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的 方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等(2 )專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一個含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗智能計算機(jī)程序系統(tǒng)，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題簡而言之，專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機(jī)程序系統(tǒng)(3) 遺傳算法遺傳算法是一種以“電子束搜索”特點抑制搜索空間的計算量爆炸的搜索方法，它能以解空間的多點充分搜索，運用基因算法，反復(fù)交叉，以突變方式的操作，模擬事物內(nèi)部多樣性和對環(huán)境變化的高度適應(yīng)性

5、，其特點是操作性強(qiáng)，并能同時避免陷入局部極小點，使問題快速地全局收斂， 是一類能將多個信息全局利用的自律分散系統(tǒng)。運用遺傳算法(GA)等進(jìn)化方法制成的可進(jìn)化硬件 (EHW),可產(chǎn)生超出現(xiàn)有模型的技術(shù)綜合及設(shè) 計者能力的新穎電路， 特別是GA獨特的全局優(yōu)化性能，使其自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自進(jìn)化能力獲得更充分的發(fā)揮，為在無人空間場所進(jìn)行自動綜合、擴(kuò)展大規(guī)模并行處理(MPP)以及實時、靈活地配置、調(diào)用基于EPGA勺函數(shù)級EHV，解決多維空間中不確定性的復(fù)雜問題開通了航向(4) 機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning)是一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科，涉及概率論、統(tǒng)計學(xué)、逼近 論、凸分析、算法復(fù)雜度

6、理論等多門學(xué)科。專門研究計算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí) 行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使計算機(jī)具有智能的根本途徑，其應(yīng)用遍及人工智能的各個領(lǐng)域，它主要使用歸納、綜合而不是演繹 '(5) 數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘是指從數(shù)據(jù)集合中自動抽取隱藏在數(shù)據(jù)中的那些有用信息的非平凡過程， 這些信息的表現(xiàn)形式為：規(guī)則、概念、規(guī)律及模式等。它可幫助決策者分析歷史數(shù)據(jù)及 當(dāng)前數(shù)據(jù)，并從中發(fā)現(xiàn)隱藏的關(guān)系和模式，進(jìn)而預(yù)測未來可能發(fā)生的行為。數(shù)據(jù)挖掘的 過程也叫知識發(fā)現(xiàn)的過程。四簡答題（每小題5分，共30分）1. 人工智能有哪些研究領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域？答：（

7、1）研究領(lǐng)域自然語言處理，知識表現(xiàn)，智能搜索，推理，規(guī)劃，機(jī)器學(xué)習(xí)，知識獲取，組合調(diào)度問題，感知問題，模式識別，邏輯程序設(shè)計，軟計算，不精確和不確定的管理， 人工生命, 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜系統(tǒng)，遺傳算法（2）應(yīng)用領(lǐng)域智能控制，機(jī)器人學(xué)，語言和圖像理解，遺傳編程2. 簡述模式識別的基本過程答：（1）信息獲取（2）預(yù)處理：對獲取信號進(jìn)行規(guī)范化等各種處理（3）特征提取與選擇：將識別樣本構(gòu)造成便于比較、分析的描述量即特征向量（4）分類器設(shè)計：由訓(xùn)練過程將訓(xùn)練樣本提供的信息變?yōu)榕袆e事物的判別函數(shù)（5）分類決策：對樣本特征分量按判別函數(shù)的計算結(jié)果進(jìn)行分類3. 狀態(tài)空間法、謂詞邏輯法和語義網(wǎng)絡(luò)的要點分別是什么？

8、答：（1）狀態(tài)空間法是以狀態(tài)和算符為基礎(chǔ)來表示和求解問題的，三個要點是：狀態(tài)， 算符，問題的狀態(tài)空間（2）謂詞邏輯法要點：命題真值，論域與謂詞，連接詞和量詞，項與合式公式，自由變元和約束變元（3）語義網(wǎng)絡(luò)要點：類屬關(guān)系，包含關(guān)系，屬性關(guān)系，時間關(guān)系，位置關(guān)系，相近關(guān)系，推論關(guān)系4. 簡述Age nt的定義和基本特征答：（1） Age nt定義：Age nt指的是一種實體，而且是一種具有智能的實體。這種實體可以是智能軟件、智能設(shè)備、智能機(jī)器人或智能計算機(jī)系統(tǒng)等等，甚至也可以是人（2） Age nt基本特征：a. 自主性Age nt具有屬于其自身的計算資源和局部于自身的行為控制機(jī)制，能夠在沒有外界

9、直接操縱的情況下，根據(jù)其內(nèi)部狀態(tài)和感知到的環(huán)境信息，決定和控制自身的行為。例如,SNMP中的age nt就是獨立運行在被管理單元上的自主進(jìn)程。b. 交互性Age nt能夠與其他Age nt（包括人）,用Age nt通信語言實施靈活多樣的交互 ，能夠有效地 與其他Age nt協(xié)同工作。例如，一個In ternet 上的用戶需要使用 Age nt通信語言向主動 服務(wù)Age nt陳述信息需求。c. 反應(yīng)性Age nt能夠感知所處的環(huán)境（可能是物理世界，操縱圖形界面的用戶，或其他Age nt等）, 并對相關(guān)事件作出適時反應(yīng)。例如，一個模擬飛機(jī)的 Age nt能夠?qū)τ脩舻牟倏v作出適時反應(yīng)。d. 主動性A

10、ge nt能夠遵循承諾采取主動行動 ，表現(xiàn)出面向目標(biāo)的行為。 例如，一個In ternet 上的 主動服務(wù)Age nt，在獲得新的信息之后能夠按照約定主動將其提交給需要的用戶；一個工作流管理Age nt，能夠按照約定將最新的工作進(jìn)展情況主動通報給有關(guān)的工作站5. 根據(jù)自己的理解給出人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義，并指出其特征。答：（1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種應(yīng)用類似于大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息處理的數(shù)學(xué) 模型（2）特征：a.非線性 非線性關(guān)系是自然界的普遍特性。大腦智慧就是一種非線 性現(xiàn)象。人工神經(jīng)元處于激活或抑制二種不同的狀態(tài)，這種行為在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為一種非線性 關(guān)系。具有閾值的神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)具有更好的

11、性能，可以提高容錯性和存儲量b. 非局限性一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常由多個神經(jīng)元廣泛連接而成。一個系統(tǒng)的整體行為不僅取決于單個神經(jīng)元的特征，而且可能主要由單元之間的相互作用、相互連接所決定。 通過單元之間的大量連接模擬大腦的非局限性。聯(lián)想記憶是非局限性的典型例子c. 非常定性 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不但處理的信息可以有各種變化，而且在處理信息的同時，非線性動力系統(tǒng)本身也在不斷變化。經(jīng)常采用迭代過程描寫動力系統(tǒng)的演化過程d. 非凸性一個系統(tǒng)的演化方向，在一定條件下將取決于某個特定的狀態(tài)函數(shù)。例如能量函數(shù)，它的極值相應(yīng)于系統(tǒng)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。非凸性是指這種函數(shù)有多個極值， 故系統(tǒng)

12、具有多個較穩(wěn)定的平衡態(tài)，這將導(dǎo)致系統(tǒng)演化的多樣性6. 有一個農(nóng)夫帶一只狐貍、一只小羊和一籃菜過河。假設(shè)農(nóng)夫每次只能帶一樣?xùn)|西過河，考慮安全，無農(nóng)夫看管時，狐貍和小羊不能在一起，小羊和菜籃不能在一起。試設(shè)計求解該問題的狀態(tài)空間，并畫出狀態(tài)空間圖。答：以變量 m f、s、v分別指示農(nóng)夫、狐貍、小羊、菜，且每個變量只可取值1（表示在左岸）或0（表示在右岸）。問題狀態(tài)可以四元組（m、f、s、v）描述,設(shè)初始狀態(tài)下均在 左岸，目標(biāo)狀態(tài)下都到達(dá)右岸。從而，問題求解任務(wù)可描述為(1, 1, 1, 1) ->(0, 0, 0, 0)由于問題簡單，狀態(tài)空間中可能的狀態(tài)總數(shù)為2X 2 X 2 X 2 = 1

13、6,由于要遵從安全限制，合法的狀態(tài)只有(除初、目狀態(tài)外)：1110，1101，1011，1010，0101，0001, 0010，0100 ；不合法狀態(tài)有：0111,1000,1100,0011,0110,1001設(shè)計二類操作算子：Lx、Rx,x為m f、s、v時分別指示農(nóng)夫獨自，帶狐貍，帶小羊，帶菜過河；狀態(tài)空間圖如下所示由于Lx和Rx是互逆操作，故而解答路徑可有無數(shù)條，但最近的五綜述題(20分)1.(本題10分)對于八數(shù)碼難題按下式定義估價函數(shù)：f(x)=d(x)+h(x)其中，d(x)為節(jié)點x的深度；h(x)是所有棋子偏離目標(biāo)位置的曼哈頓距離(棋子偏離目標(biāo)位置的水平距離和垂直距離和) ，

14、例如下圖所示的初始狀態(tài) S): 8的曼哈頓距離 為2; 2的曼哈頓距離為1; 1的曼哈頓距離為1; 6的曼哈頓距離為1; h(So)= 5 。2 8 31 2 3初始狀態(tài)(S0):1 6 4目標(biāo)狀態(tài)：84(1 )用A*搜索法搜索目標(biāo)，列出頭三步搜索中的OPEN CLOSED表的內(nèi)容和當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點的f值。(2)畫出搜索樹和當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點的f值。解：（1）如下表循環(huán)OPENCLOSED初始化So1S S1 S 3So2S S 1 S 3 S 4 S5So S23S7S1 S 3 S 4 S 5 S8So S 2 S 6（2）搜索樹如下圖，右上角的數(shù)字是其估價函數(shù)值2. （本題10）您認(rèn)為人工智能課程

15、的哪一部分內(nèi)容對您的畢業(yè)設(shè)計或者您以后的工 作特別有用？如果有，請敘述其原理；如果沒有，請您談?wù)勅斯ぶ悄艿陌l(fā)展對人類有哪 些的影響？答：我認(rèn)為人工智能的發(fā)展對人類的影響主要有以下五個方面（1）勞務(wù)就業(yè)問題。由于人工智能能夠代替人類進(jìn)行各種腦力勞動，例如用專家系統(tǒng)代替管理人員或醫(yī)生進(jìn)行決策或診斷與治療病人疾病，所以，將會使一部分人不得不改變他們的工種，甚至造成失業(yè)。人工智能在科技和工程中的應(yīng)用，會使一些人失去介入信息處理活動（如規(guī)劃、診斷、理解和決策等）的機(jī)會，甚至不得不改變自己的工作 方式。（2）社會結(jié)構(gòu)變化。人們一方面希望人工智能和智能機(jī)器能夠代替人類從事各種社會結(jié)勞動，另一方面又擔(dān)心它們的發(fā)展會引起新的社會問題。實際上，近十多年來, 構(gòu)正在發(fā)生一種靜悄悄的變化。（3）思維方式與觀念的變化。人工智能的發(fā)展與推廣應(yīng)用，將影響到人類的思維 方式和傳統(tǒng)觀念， 并使它們發(fā)生改變。 過分地依賴計算機(jī)的建議而不加分析地接受， 將 會使智能機(jī)器用戶的認(rèn)